MUSE - Präzise Audiokontrolle: Abtastratenumwandlung
Übersicht
Die meisten Benutzer, die die Abtastratenkonvertierungsfunktionen in Roon nutzen, führen ein Upsampling durch, das im Allgemeinen als eine Verbesserung angesehen wird. Dies erhöht effektiv die Auflösung des Audiosignals, das Roon verlässt.
Die Abtastratenwandler von Roon verwenden vollsynchrone, mehrphasige Interpolation. Die meisten sind „apodisierend“ und rollen langsam ab, um das Klingeln zu minimieren. Es sind sowohl Optionen mit minimaler Phase als auch mit linearer Phase verfügbar.
Roon unterstützt auch die DSD-Ausgabe – mit einer Auswahl an Modulatoren 5. und 7. Die DSD-Ausgabe ist leistungsintensiv und erfordert eine leistungsstarke CPU.
Gründe für Upsampling
Die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass Ihr DAC ohnehin Upsampling durchführt und Roon die Ressourcen hat, eine bessere Leistung zu erbringen.
Die meisten heutigen DACs führen ein internes Upsampling des Signals in eine Form durch, die eher DSD entspricht, und wandeln es dann in ein analoges Signal um. Dies geschieht oft in einer Umgebung, in der nicht genügend Hardware-Ressourcen vorhanden sind, um die bestmögliche Arbeit zu leisten.
Roon läuft auf leistungsstarker Hardware der PC-Klasse. Alle von uns unterstützten CPUs haben DSP-orientierte Funktionen, die wir nutzen können, um Signale mit Raten zu verarbeiten, an die die meisten DACs nicht herankommen.
Generell gilt beim Upsampling: Je näher man am Quellmaterial ist, desto größer ist der Unterschied in der Umsetzung. Bei einer mehrstufigen Konvertierung von 44,1 kHz -> 352,8 kHz -> DSD256 ist beispielsweise der erste Schritt wesentlich wichtiger als der zweite. Das bedeutet, dass es oft schon von Vorteil ist, wenn Sie die „native“ Abtastrate Ihres DACs teilweise erreichen.
Natürlich gibt es Ausnahmen. Einige DACs haben teure FPGA-basierte Upsampling-Stufen, die sowohl sehr gut als auch auf diese spezielle Hardware abgestimmt sind. Andere DACs nehmen überhaupt kein Upsampling vor.
Inhalte in CD-Qualität profitieren fast durchgängig vom Upsampling mit einem Apodizing-Filter
Inhalte in CD-Qualität werden in der Regel mit einem sehr steilen linearphasigen Filter gemastert, der bei 22 kHz ein erhebliches „Klingeln“ verursacht. Das Upsampling auf eine höhere Abtastrate ermöglicht die Verwendung eines „Apodising“-Filters, das etwas früher und langsamer abfällt, wodurch das Klingeln unhörbar wird.
Hochauflösender Inhalt profitiert im Allgemeinen nicht von diesem Effekt.
Gründe gegen Upsampling
Es kann Leistungsprobleme verschlimmern
Upsampling kann Ihre CPU stark belasten, insbesondere wenn Sie hohe Abtastraten anstreben. Es kann auch Ihr Netzwerk belasten, wenn Sie Netzwerk-Streaming verwenden. Nichts ist schlimmer für die Klangqualität als Aussetzer. Wenn es bei Ihrer Ausrüstung nicht funktioniert, schalten Sie es aus!
Es gibt Qualitätsengpässe an anderer Stelle im System
Upsampling erzeugt eine subtile Verbesserung. Auf einem 49-Dollar-Bluetooth-Lautsprecher, den Allwetter-Lautsprechern auf der Terrasse oder der Zone, die nur von Ihrem Ehepartner für 64-kbit/s-Internetradio genutzt wird, ist dies wahrscheinlich nicht hörbar.
Sie verwenden den „Systemausgang“.
Wenn Sie den „Systemausgang“ verwenden, wird das Betriebssystem den Audiostream in der Regel noch einmal neu abtasten, wahrscheinlich mit einer nicht so guten Implementierung. Wenn Sie Inhalte an die „Systemausgabe“ senden, ist es in der Regel am besten, sich nicht um das Upsampling zu kümmern.
Sie haben für eine wirklich gute Hardware mit eigenem DSP/Upsampling bezahlt
Hardwarehersteller sind in der einzigartigen Lage, DSP zu produzieren, der auf ihre Geräte abgestimmt ist. Wenn Sie dafür bezahlt haben, nutzen Sie es!
Sie verwenden Bit-gestreamte Inhalte wie MQA und möchten die Vorteile nicht missen
Das Upsampling eines MQA-Streams bedeutet, dass er nicht mehr MQA ist. (Eine umfassendere MQA-Unterstützung in Roon ist in Vorbereitung, bleiben Sie dran).
Minimale Phase vs. Lineare Phase
Dies ist eine persönliche Entscheidung.
Warum minimale Phase?
Alle digitalen Filter führen „Klingeln“ in das Audiosignal ein. Wenn Sie einen linearphasigen Filter verwenden, wird das Klingeln gleichmäßig um einen Impuls herum verteilt, etwa so:
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Bei Verwendung eines Minimalphasenfilters kommt das Klingeln nach dem Impuls, etwa so.
Einige psychoakustische Untersuchungen deuten darauf hin, dass das „Vor-Ringen“ wesentlich stärker wahrnehmbar ist als das „Nach-Ringen“, weshalb es sinnvoll ist, den Anfangsimpuls so sauber wie möglich zu halten. Manche Leute bevorzugen linearphasige Filter für Aufnahmen, die mit wenigen Mikrofonen in einem „natürlichen“ Raum wie einem Konzertsaal gemacht wurden, und minimalphasige Filter für Studioaufnahmen und elektronische Musik.
Warum linearphasig?
Linearphasige Filter haben… einen linearen Phasengang. Minimalphasenfilter… haben keinen.
Das bedeutet, dass minimalphasige Filter eine frequenzspezifische Verzögerung in das Audiosignal einbringen, während bei linearphasigen Filtern Klänge bei allen Frequenzen zur gleichen Zeit ankommen, wenn sie zur gleichen Zeit im Quellmaterial auftreten. Vor Jahrzehnten galt ein linearer Phasengang als eine sehr wichtige Eigenschaft eines digitalen Filters. In jüngster Zeit wird die Bedeutung der linearen Phase für die Wahrnehmung angezweifelt, und die Vorteile der Vermeidung von „Pre-Ringing“ haben an Bedeutung gewonnen.
DSD: 5. Ordnung vs. 7. Ordnung
Beide Modulatoren sollten besser sein als die in DAC-Chips verwendeten. Dies ist eine Frage der persönlichen Vorliebe.
Der Modulator 7. Ordnung ist technisch genauer als der Modulator 5. Er hat ein niedrigeres Grundrauschen aufgrund der aggressiveren Rauschformung, die das Design höherer Ordnung ermöglicht. Er ist etwas anspruchsvoller für die CPU.
Der allgemeine Nachteil von DSD-Modulatoren ist, dass Modulatoren höherer Ordnung anfälliger für Instabilität sind. Wenn Sie in diese Situation geraten, werden Sie es nicht vermissen – der DAC wird anfangen, unangenehme Geräusche zu machen und Sie werden sich beeilen, die Musik auszuschalten. In diesem Fall sollten Sie eine negative „DSD Gain Adjustment“ (DSD-Verstärkungsanpassung) vornehmen oder etwas Headroom im Abschnitt „Headroom Management“ hinzufügen.